河口水体泥沙浓度的水面光谱统计模式分析

现场测量长江口Ⅱ类水体的反射高光谱，并同步获取水样、测量流速，在实验室中对所获水样的泥沙浓度进行测定。通过对试验数据的分析发现，水体反射光谱随泥沙浓度不同而发生变化，在黄绿光波段(560～720nm)和近红外波段(810nm)出现两个明显的反射峰。波长大于650nm光谱反射率和表层泥沙浓度的相关性较好，特别在690～900nm波段两者的相关系数大于075，对泥沙浓度变化较为敏感。基于最小二乘法，建立了单波段反射率与泥沙浓度关系以及波段反射率比值与泥沙浓度关系的回归方程。结果表明，670nm和715nm处单波段反射率的指数方程相关系数较高，而基于810/690波段反射率比值的二次多项式拟合方程对泥沙浓度的预测精度好于其它比值组合形式的模型。     

呼伦湖多波段遥感水深反演模型研究

为探求呼伦湖水深分布及水下地形情况，本文以5组Landsat TM/ETM+影像数据及湖区分布的41个实测水深点为基础，应用太阳光波段及热红外辐射波段组合模型进行水深模拟，通过对模型验证及误差分析，得出最优模型为对数模型；进一步的敏感性分析表明，以波段6的敏感度为最大。应用最优模型对波段进行运算，反演效果较好，以2007-09-24为最优年份。其结果证实了融入热红外辐射的多波段水深反演模型，适用于北方寒旱区水体并可推广应用。     

呼伦湖水深反演及湖盆三维模型分析

以呼伦湖为研究区,利用Landsat TM影像和多次实测水深数据,应用多波段组合回归模型,构建湖盆三维模型,并对其作可视化操作与空间分析,解析呼伦湖地形与水文特征的关系.结果表明:最优水深反演模型为对数反射波段+对数热红外波段模型;应用ArcGIS的3D分析工具对TIN模型进行三维分析,得到了呼伦湖水位-蓄水量关系式.     

基于光谱特征的长江口细颗粒泥沙絮凝体投影表面积和沉速模拟

2009年5月23日~6月2日在长江口南槽九段沙水域，利用便携式地物光谱仪和现场激光粒度仪分别测量水体光谱反射率和细颗粒泥沙絮凝体现场特性，同步采集水样测量悬沙浓度(SSC)。研究显示：① 水体光谱反射率随絮凝体投影表面积(PSA)的增加而增大，光谱曲线在350~950 nm波段间存在两个明显反射峰，分别以690~720和810 nm波长为中心；② 絮凝过程改变细颗粒泥沙的水体反射光谱特征，导致SSC与光谱反射率的相关性低于PSA与光谱反射率的相关性。PSA与波长＞715 nm波段光谱反射率的相关性r＞0.7，p<0.01；③ 可选择常用卫星遥感可见光、近红外通道范围，且PSA与光谱反射率相关性较高的波段，建立PSA与单波段光谱反射率和多波段光谱反射率组合比值的拟合关系式，其中单波段860 nm(r=0.9227，p<0.001)和860/670多波段组合(r=0.9373，p<0.001)的指数方程预测效果均最优；④ 基于PSA与光谱反射率、絮凝体现场沉速(WS)间均存在良好相关性的分析，构建了光谱反射率与WS间的幂函数拟合关系式(r=0.8337，p＜0.001)，这为监测长江口大尺度区域絮凝体PSA和WS的空间分布和动态变化提供了一种新的尝试方法。     

基于多波段遥感数据的库区水深反演研究

遥感反演是一种水深量测新方法,应用在库区水深量测对水库运行调度、库区淤积研究等均有着积极的作用。针对统计相关分析法中单点量测水深值代表遥感像元对应水深值这一缺陷,本文提出使用同像元多测点数据表征像元对应水深值的方法。以内蒙古海勃湾水库为研究区域,通过表征水深值与各波段组合的相关性选取水深反演因子,建立线性、二次、指数3种形式15组双波段模型与5组不同个数反演因子的多波段模型,从中遴选出较优的5个反演模型,使用未参与建模的检查点样本进行模型精度检验,通过检验结果进行模型比对。结果表明:海勃湾水库水深反演最优反演模型是由12个反演因子建立的多波段反演模型,其平均绝对误差为0.68 m,占平均水深的13.59%。结合遥感周期短、成本低的特点,该方法在一定程度上可以应用于实际,但泥沙含量大与靠近陆地的水域水深反演效果较差。     

基于TM数据的水域变化信息提取研究

使用先分类后比较的方法,提取南京市1994~2002年间水域变化信息,通过分析1994年和2002年的TM影像光谱特点,发现TM多数波段中水体与居民地的阴影存在一定程度的混淆,实验证明水体信息具有TM2+TM3>TM4+TM5的特点,再辅以适合的阈值(1994年的TM5<30,2002年的TM5<35),可以将水体信息区别于其他所有的地物信息。用ERDAS IMAGINE遥感软件构建水体提取模型,自动提取两个年份的水域面积,并对近10年的水体面积变化进行监测,分析发现,南京市水域增加的面积大于减少的面积。     

基于Landsat-TM影像的洞庭湖水面动态变化

为了探究近20年来洞庭湖萎缩状况,定量评价其水面面积变化情况,选择Landsat TM遥感影像作为数据源,采用单波段阈值分析法、多波段谱间关系法、水体指数法、植被指数法和目视解译法对洞庭湖水体进行了解译,探讨了1993年-2010年洞庭湖水体面积动态变化状况。结果表明,若以1949年洞庭湖面积(km2)作为历史参考水面,则18年间湖面积萎缩严重,秋季平水期萎缩比例均超40%;若以1978年洞庭湖水面为参考,则萎缩比例少于40%。研究还表明,TM图像的7-4-2波段组合对于洞庭湖水体的解译非常有效,可以作为地区水文水资源研究的重要手段。     

基于 Sentinel-2 卫星数据的洋河水库水体总磷反演

结合洋河水库实测水质数据和 Sentinel-2（哨兵 2 号）卫星遥感影像数据，基于线性回归方法，建立遥感波段 反射率与水体总磷实测质量浓度之间的反演模型，反演洋河水库 2016—2019 年总磷质量浓度，并分析库区总磷 质量浓度时空变化特征。研究结果表明：线性回归遥感反演模型决定系数达到 0.818，相对误差平均值在 20% 以 内，计算结果较稳定，模型适用性较好。在时间分布上，洋河水库水质整体基本较好，2016—2018 年洋河水库水 质较好，达到Ⅲ类，部分月份水质较差，超过Ⅲ类，主要集中在秋季；2019 年洋河水库水质较差，整体达到Ⅳ类，部 分月份出现Ⅴ类，超标现象集中在夏秋季节。在空间分布上，非汛期洋河水库总磷质量浓度自东、西入口及取水 口向水库中心区逐渐升高，汛期靠近西入口的水域总磷质量浓度明显高于其他区域。利用哨兵 2 号卫星遥感影 像对总磷质量浓度进行反演，可为水库的水质监管提供技术支撑。     

基于Landsat2T M 影像的洞庭湖水面动态变化

为了探究近20 年来洞庭湖萎缩状况, 定量评价其水面面积变化情况, 选择Landsat TM 遥感影像作为数据 源, 采用单波段阈值分析法、多波段谱间关系法、水体指数法、植被指数法和目视解译法对洞庭湖水体进行了解译, 探讨了1993 年- 2010 年洞庭湖水体面积动态变化状况。结果表明, 若以1949 年洞庭湖面积( km2 ) 作为历史参考 水面, 则18 年间湖面积萎缩严重, 秋季平水期萎缩比例均超40%; 若以1978 年洞庭湖水面为参考, 则萎缩比例少 于40%。研究还表明, TM 图像的72422 波段组合对于洞庭湖水体的解译非常有效, 可以作为地区水文水资源研究 的重要手段。     

基于光谱特征的长江口细颗粒泥沙絮凝体投影表面积和沉速分析

2009年5月23日-6月2日在长江口南槽九段沙水域,利用便携式地物光谱仪和现场激光粒度仪分别测量了水体光谱反射率和细颗粒泥沙絮凝体现场特性以研究两者之间的关系,测量时同步采集了水样测量悬沙浓度（ssc）。研究显示：①水体光谱反射率随絮凝体投影表面积（PSA）的增加而增大,光谱曲线在350-950nm波段间存在两个明显反射峰,分别以690～720nm和810nm波长为中心;②絮凝过程改变细颗粒泥沙的水体反射光谱特征,导致SSC与光谱反射率的相关性低于PSA与光谱反射率的相关性。PSA与波长〉715nm波段光谱反射率的相关性r〉0．7,p〈0．01;⑧可选择常用卫星遥感可见光、近红外通道范围,且PSA与光谱反射率相关性较高的波段,建立PSA与单波段光谱反射率和多波段光谱反射率组合比值的拟合关系式,其中单波段860nm（r=-0．9227,p〈0．001）和860／670多波段组合（r=0．9373,p〈0．001）的指数方程预测效果均最优;④构建了光谱反射率与絮凝体沉速间的幂函数拟合关系式（r=0．8337,p〈0．001）,为监测长江口大尺度区域絮凝体PSA和阢的空间分布和动态变化提供了一种新的方法。     

基于粗糙集的杭州湾含沙量遥感模型

最佳波段的选择是含沙量卫星遥感监测精度提高的主要途径，是决定含沙量遥感模型建立的关键环节之一。本文对不同遥感定量模式进行了应用比较，在此基础上重点介绍了粗糙集在遥感波段优选中的应用，并根据杭州湾含沙水体的光谱特征，通过粗糙集分析得到了能有效反映杭州湾含沙量分布的最佳波段TM4、TM2及TM7，从而建立了杭州湾含沙量线性遥感模式。     

Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演综述

悬移质泥沙是水环境的重要参数之一,其含量的变化对流域生态环境有着多方面的影响。传统研究方法能够实现悬移质泥含量的精确分析,但存在布点有限、时效不足等问题,而遥感技术可弥补传统研究方法的不足,实现大面积水域的同步观测。基于悬移质泥沙含量遥感反演的4类模型:物理模型、半分析模型、经验模型、人工智能算法模型,总结了Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演的研究进展,探讨了反演研究中存在的离水辐亮度提取难度大、混合像元不易分解等问题,并针对我国内陆山区河流,提出山区Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演发展面临的关键问题。     

内外源共同作用对太湖营养盐贡献量研究

本文根据环太湖25条主要入湖河流的监测结果对入湖水量及污染物输入量进行分析,计算了不同季节外源对太湖营养物质的贡献量。分别于春、夏、秋、冬4个季节对太湖梅梁湾水体开展5次野外试验,利用沉积物捕获器收集沉积物,采用Gansith公式法计算沉积物的再悬浮通量,并建立其与风速的关系;对代表不同风浪作用下的太湖悬浮物进行7次静沉降试验,计算悬浮物的静沉降通量,并建立其与风速关系。以3.7m/s为界对底泥悬浮沉降过程进行分解和概化,并利用近10年的风速资料估算太湖年均内源释放量。计算结果表明,全年外源负荷和内源释放对太湖营养盐的贡献总量COD为24.23万t、总氮为3.80万t、总磷为2 045.20t,其中内源所占比例分别为20.47%,20.44%和13.47%外源、内源对太湖的贡献量在不同季节有较大差异,夏季贡献量最大,春季次之。风浪作用下的COD、TN释放量只相当于外源输入量的25.7%,而TP释放量仅相当于外源输入量的15.6%。外源输入量对营养盐的贡献占据相当高的比重,太湖河道入湖污染负荷的增加是太湖水质恶化的根本原因。     

松华坝水源地坡面水土保持林对水沙关系影响及其贮水能力分析

通过对松华坝水源地径流与泥沙变化规律分析。利用松华坝水源保护区1982-2010年的LANDSAT TM遥感图像,采用ENVI遥感图像处理方法估算出该流域多年水土保持林地面积变化情况,并按不同坡度进行分类。通过双方数据的对比分析,得到径流含沙量与水土保持林覆盖度呈指数关系,水土保持林覆盖度越高,径流含沙量越低。本文采用扣除负功能法对水土保持林计算森林实际贮水能力,由此得出松华坝地区水土保持林平均年实际贮水量为1.1344亿m3。     

多源卫星遥感数据和水色遥感技术在鹤地水库采砂监察中的应用

近年来,鹤地水库的采砂活动频繁,相关管理部分迫切希望了解采砂活动在水库库区的时空分布,以指导库区的管护和执法活动。该基于多源卫星遥感数据和水色遥感技术对鹤地水库悬浮泥沙浓度进行了分析,结合现场调研,发现悬浮物浓度高值区存在采砂行为。认为基于多源卫星遥感数据和水色遥感技术可对水库的采砂行为时空变化进行监察,辅助库区管理人员执法。     

长江口水体表层泥沙含量遥感监测研究

利用近年长江口地区的SPOT遥感影像,对长江口表层悬浮泥沙浓度的空间分布和动态变化规律进行分析,绘制了长江口表层水体含沙浓度分级图.结合同步监测数据,对长江口表层悬浮泥沙扩散规律、高混浊水域的范围、河流泥沙入海形态等方面进行了深入的探讨,为长江口泥沙现状调查和近期运动规律反演和预测提供一条新的研究途径.     

卫星遥感长江口水域水深

在分析卫星遥感水深理论模式基础上，结合长江口水域的水沙特性建立了遥感长江口水深的分段模式，给出了相应的数字图像处理方法，所得到的遥感水深图与实测水深图较为一致．     

ASTER卫星影像在太湖水质空间分异分析中的应用

利用ASTER卫星影像针对太湖的部分水域水质进行研究,首先根据夏季与影像同期太湖水体主要为竺山湖水域和梅梁湖水域中的水质实测数据,进行聚类分析和主成分分析,发现太湖水体主要受到悬浮物和藻类物质的污染,其他污染指标与它们之间存在着紧密的联系,所以针对水质的遥感分析也以这两类污染指标为主。对太湖的部分水域水质的遥感影像进行处理,用水体指数掩膜将水体从背景中分离,监督分类将水体按污染物成分与含量不同分成6类:近岸水(相对干净水体)、泥沙污染(泥沙较多)、泥沙和藻类混合、混沙水(泥沙少量)、混藻水(藻类少量)和藻类污染(藻类较多)。分类的总精度为84.796 5%,Kappa系数为0.817 4,统计出各污染类型水域的面积,发现太湖的污染物主要为泥沙类,其次为藻类。在太湖沿岸水域受泥沙污染较严重,且具有一定的扩散趋势;太湖中、东部受藻类的污染较严重。用NDVI提取藻类污染区,结果与监督分类的相符。最后结合遥感图像水体周围状况以及实际统计资料对太湖水质的污染成因作了分析。     

潮汐作用对通江湖泊重金属镉的三相分布特征影响

为研究不同水动力扰动下金山湖重金属的三相迁移转换机制,采用环形水槽模拟湖内水流过程,进行重金属迁移模拟试验,并利用二维水流、悬浮物、重金属耦合水环境数学模型分区模拟金山湖一个全日潮镉迁移过程。结果表明:中高扰动强度下,水深越小,沉积物起悬强度越大;水深一定时,扰动强度增加,沉积态镉与溶解态镉均呈现下降趋势,悬浮吸附态镉则呈现上升趋势;低扰动强度时,镉的三相交换规律不明显,但沉积态镉较为稳定。在每个湖区内部,三态浓度大致呈两波峰两波谷趋势;从全湖来看,沉积态镉与溶解态镉变化趋势相近,且与悬浮态镉变化趋势相反。研究成果对于进一步揭示通江湖泊重金属迁移运输机制具有参考价值。     

基于GOCI影像反演湖泊悬浮物和叶绿素a含量的研究述评

悬浮颗粒物和叶绿素a是两个重要的湖泊水质参数,常用来衡量湖泊的富营养化程度。阐述了基于GOCI数据的湖泊悬浮颗粒物和叶绿素a浓度反演的研究现状,分析了几种大气校正方法对于GOCI数据的适宜性,发现基于6S模型的大气校正取得的效果最好。对比了GOCI的几种用于叶绿素a和悬浮颗粒物反演的模型,发现基于经验方法的反演虽然简单易行,但缺乏物理依据;基于分析方法的反演机制明确,但较难实现;基于半分析方法的反演是统计水质参数的光谱特征,建立遥感数据的波段组合与水质参数值之间的定量关系,进而估算水质参数含量,此方法较易实现且有一定物理意义。最后,通过总结现状,对利用GOCI反演水体指标的发展提出了一些自己的见解。